TWI606974B - 奈米硫磺漿之製造與應用 - Google Patents

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奈米硫磺漿之製造與應用
一種奈米級硫磺水漿的製造及應用方法
把水和硫磺粉及分散劑放在球磨機裡研磨，硫磺的顆粒磨到10微米之後，無論再怎麼磨，都不會更細。
液態氨可以溶解25%的硫磺；氨水卻不能溶解硫磺，利用這個性質製造顆粒極細的硫磺水漿。
先將硫磺溶於液態氨，再把這個溶液噴入水中，則液態氨快速溶於水中，溶成氨水，硫磺不溶於氨水所以快速變成不溶解的固體微粒，其粒徑在1微米(微米=μm=10-6m)以下。靜置等待硫磺沈澱，上下層分開，上層是澄清的氨水，蒸餾得到乾燥氨氣，再將其加壓冷凍成為液態氨，成為下一循環的原料，下層是含有氨水的硫磺漿，可以直接添加在乳膠裡面，因為天然乳膠本來就會被添加氨水。
將上述的水預先加入0.2%乙醇胺，則產生的硫磺顆粒之粒徑在20~90奈米之間(1奈米=1nm=10-9m)，將其添加在天然乳膠裡面，不需「加硫促進劑」就可以進行加硫反應。
因為不需添加「加硫促進劑」，所以就沒有它的副產品致癌物亞硝胺(nitrosamine)
圖1：流程圖
圖2：硫磺顆粒分散在水中示意圖
將乾燥氨氣加壓到10大氣壓(atm)冷卻到常溫成液體，將其與粉狀硫磺混合，則每100公斤氨液體可以溶解約25公斤硫磺，將此溶液過濾後，經由噴嘴噴入純水中，同時高速攪拌，乾燥氨液溶解成氨水，硫磺不溶於氨水，所以沈澱成固體，用「粒徑分析儀」分析，得知其粒徑分佈在0.1~0.9微米之間，平均數為0.5微米。將此混合液靜置約一小時，分離成上下兩層，上層為氨水，下層為硫磺水漿，將上層氨水用幫浦輸送到蒸餾機，蒸餾出乾燥氨氣，再循環回去，加壓冷卻成乾燥氨液，做為下一循環的原料。
將第[0009]項中純水改為0℃，含0.2%乙醇胺的水溶液，其餘不變，則產生的硫磺水漿的粒徑在20到100奈米之間，平均粒徑為60奈米。已經合乎奈米級產品之定義。
將上述的硫磺漿(含15%氨水)與天然橡膠液(latex)混合其比例為：硫磺為乾膠的0.5%，在室溫中靜置一個星期，則橡膠液已經有「預硫化」性質(pre-vulcanization，crosslinking)(又叫做交聯或架橋反應)
將上述橡膠液用來製造氣球、手套、保險套，再測其亞硝胺 (nitrosamine)含量，結果為ND(測不出，測量極限為10ppb；1ppb=10-9)

Claims (4)

  1. 一種奈米粒徑的硫磺水漿之製造法，包括：一製程：以無水液態氨為溶劑，溶解硫磺粉末，成為溶液，將其過濾，再將此溶液與含分散劑之水混合，同時佐以激烈的攪拌，則無水氨液溶於水，變成氨水，硫磺不溶於氨水，所以沈澱成奈米級微細顆粒，這些顆粒被分散劑包覆，不會聚集成大顆粒；將混合液靜置分離，下層就是奈米硫磺水漿，上層是澄清氨水，該氨水被幫浦輸送到蒸餾器，蒸餾成無水氨氣，再加壓冷凍成無水氨液，成為下一循環的原料；一分散劑：上述製程中所述的分散劑，就是醇胺類化合物，其分子中的醇基是親水基，胺基是親硫基，故可以一端拉水一端拉硫，把硫分散在水中，使硫的微細顆粒不會聚集成大顆粒。
  2. 一種奈米粒徑的硫磺水漿之應用，將由申請項1所得到的奈米硫磺水漿和乳膠(latex)和氧化鋅(ZnO)混合，在常溫中，間歇攪拌，不需促進劑，一星期後，就會發生「預硫化」，也就是一種「交聯反應」，俗稱「熟成」，用這種乳膠製造氣球、手套、保險套，結構強韌，由於不含促進劑，故不會副產致癌物亞硝胺(nitrosamine)。
  3. 如請求項2之奈米粒徑的硫磺水漿之製造法，其中之分散劑醇胺類化合物之分子式為：H2N-(CH2)n-OH，其中之n為2~20之間之自 然數。
  4. 如請求項2之奈米粒徑的硫磺水漿之應用，其添加比例，以乾硫磺與乾橡膠之重量為計算基準，前者為後者之0.1%到5%。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1403497A (zh) * 2002-10-28 2003-03-19 南通如昌乳胶制品有限公司 芦荟橡胶手套及其生产工艺
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CN101838360A (zh) * 2009-03-19 2010-09-22 上海生大医保股份有限公司 一种聚异戊二烯水性乳液及用来制备手套和相关产品的方法
CN101838378A (zh) * 2009-03-19 2010-09-22 上海生大医保股份有限公司 一种异腈水性乳液及用来制备手套和相关产品的方法

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